(57)【要約】【課題】  減速要求時に、適正なエンジンブレーキ力が得られることで、フットブレーキの寿命を延ばすことができる車両の制御装置を提供する。【解決手段】  変速装置９０を備える車両Ｖにおいて、バルブリフトＬｉｆｔｉｎ、カム位相Ｃａｉｎ、および内燃機関３の圧縮比Ｃｒの少なくとも１つを制御する車両Ｖの制御装置１であって、バルブリフトＬｉｆｔｉｎ、カム位相Ｃａｉｎおよび圧縮比Ｃｒの前記少なくとも１つを、複数の変速比ごとに互いに異なる値に予め設定し（図２７、図２８、図２９）、変速装置９０の変速比を検出し（ステップ２０、図２１）、減速要求の有無を判定し（ステップ３１〜３５、図２３）、減速要求が有ると判定されたときに、バルブリフトＬｉｆｔｉｎ、カム位相Ｃａｉｎおよび圧縮比Ｃｒの前記少なくとも１つを、検出された変速装置９０の変速比ＮＧＥＡＲに応じ、上記の設定に基づいて決定する（ステップ２６〜２８）。【選択図】  図２７
2006083729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者の意思に従い、内燃機関の動力を所定の複数の変速比の１つによって変速する変速装置を備える車両において、前記内燃機関の吸気弁および排気弁の少なくとも一方のリフトであるバルブリフト、前記吸気弁および前記排気弁をそれぞれ駆動する吸気カムおよび排気カムの少なくとも一方のクランクシャフトに対する位相であるカム位相、および前記内燃機関の圧縮比の少なくとも１つを制御する車両の制御装置であって、
前記バルブリフト、前記カム位相および前記圧縮比の前記少なくとも１つを、前記複数の変速比ごとに互いに異なる値に予め設定する設定手段と、
前記変速装置の変速比を検出する変速比検出手段と、
運転者からの減速要求の発生の有無を判定する減速要求判定手段と、
当該減速要求判定手段によって前記減速要求が発生していると判定されたときに、前記バルブリフト、前記カム位相および前記圧縮比の前記少なくとも１つを、前記検出された変速装置の変速比に応じ、前記設定手段による設定に基づいて決定する決定手段と、
を備えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記設定手段は、前記変速装置の変速比が大きいほど、前記内燃機関のエンジンブレーキ力が大きくなるように、前記バルブリフト、前記カム位相および前記圧縮比の前記少なくとも１つを設定することを特徴とする、請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
内燃機関の吸気弁および排気弁の少なくとも一方のリフトであるバルブリフト、前記吸気弁および前記排気弁をそれぞれ駆動する吸気カムおよび排気カムの少なくとも一方のクランクシャフトに対する位相であるカム位相、および前記内燃機関の圧縮比の少なくとも１つを制御する車両の制御装置であって、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
運転者からの減速要求の発生の有無を判定する減速要求判定手段と、
当該減速要求判定手段によって前記減速要求が発生していると判定されたときに、前記検出された内燃機関の回転数が低いほど、前記内燃機関のエンジンブレーキ力が小さくなるように、前記バルブリフト、前記カム位相および前記圧縮比の前記少なくとも１つを設定する設定手段と、
を備えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項４】
内燃機関の吸気弁および排気弁の少なくとも一方のリフトであるバルブリフト、前記吸気弁および前記排気弁をそれぞれ駆動する吸気カムおよび排気カムの少なくとも一方のクランクシャフトに対する位相であるカム位相、および前記内燃機関の圧縮比の少なくとも１つを制御する車両の制御装置であって、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
運転者からの減速要求の発生の有無を判定する減速要求判定手段と、
当該減速要求判定手段によって前記減速要求が発生していると判定され、かつ前記検出された内燃機関の回転数が所定の回転数域にあるときに、前記バルブリフト、前記カム位相および前記圧縮比の前記少なくとも１つを、前記減速要求が発生していないときよりも、前記内燃機関の回転数に対する変化量が小さくなるように設定する設定手段と、
を備えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項５】
内燃機関の吸気弁および排気弁の少なくとも一方のリフトであるバルブリフトを制御するとともに、前記内燃機関の行程を変化させることによって前記内燃機関の圧縮比を制御する車両の制御装置であって、
運転者からの減速要求の発生の有無を判定する減速要求判定手段と、
当該減速要求判定手段によって前記減速要求が発生していると判定されたときに、前記バルブリフトを減少側に設定するとともに、前記圧縮比を増加側に設定する設定手段と、
を備えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項６】
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段をさらに備え、
前記設定手段は、前記検出された内燃機関の回転数が低いほど、前記バルブリフトをより大きな値に、および／または前記圧縮比をより小さな値に設定することを特徴とする、請求項５に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸・排気弁のバルブリフト、および吸・排気カムのカム位相、および内燃機関の圧縮比などを制御する車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吸気弁のバルブリフトや吸気カムのカム位相を制御する制御装置として、特許文献１に開示されたものが知られている。この制御装置では、内燃機関が所定の減速状態にあるときに、バルブリフトを減少側に制御するとともに、カム位相を遅角側に制御する。これにより、ポンピングロスを増加させることによって、エンジンブレーキ力を十分に得るようにしている。
【０００３】
上記のような可変リフト機構付の内燃機関には、内燃機関への吸入空気量をバルブリフトによって制御するため、吸気管にスロットル弁が設けられていないものが多く、その場合、減速状態にあるときでも、吸気管内に負圧がほとんど発生しないため、スロットル弁が設けられている場合と比較して、ポンピングロスが小さい。このため、エンジンブレーキ力は、変速装置のどの変速比でも、比較的小さく、変速比間の差も小さいので、運転者は、エンジンブレーキから得られる感覚によっては、そのときに設定されているギヤ段を把握しにくい。このため、例えば、車両が下り坂を走行しており、減速する必要があるときに、運転者は高速側のギヤ段になっていることに気付かないまま、シフトダウン操作を行わない場合がある。以上のように、エンジンブレーキ力がもともと小さいことに加えて、減速時に高速側のギヤ段が図らずも用いられることが多くなるため、その場合には、エンジンブレーキ力がほとんど得られず、その結果、フットブレーキの使用頻度が高くなり、その寿命が短くなるおそれがある。
【０００４】
また、内燃機関の回転数（以下「エンジン回転数」という）が比較的低いときには、エンジン回転数の変化に対するエンジンブレーキ力の変化が大きく、このような傾向は、可変リフト機構付の内燃機関では特に顕著である。このため、低回転時におけるエンジンブレーキ力の急激な変化によって、ギクシャク感が発生しやすく、ドライバビリティーが悪化するおそれがある。
【０００５】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、運転者の減速要求時に、適正なエンジンブレーキ力が得られることによって、フットブレーキの寿命を延ばすことができる車両の制御装置を提供することを第１の目的とする。また、運転者の減速要求時において、内燃機関の回転数が比較的低い場合に、エンジンブレーキ力の急激な変化によるギクシャク感を抑制でき、それにより、良好なドライバビリティーを確保することができる車両の制御装置を提供することを第２の目的とする。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−８９３０２号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記第１の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、運転者の意思に従い、内燃機関３の動力を所定の複数の変速比の１つによって変速する変速装置９０を備える車両Ｖにおいて、内燃機関３の吸気弁４および排気弁７の少なくとも一方のリフトであるバルブリフトＬｉｆｔｉｎ、吸気弁４および排気弁７をそれぞれ駆動する吸気カム６および排気カム９の少なくとも一方のクランクシャフト３ｄに対する位相であるカム位相Ｃａｉｎ、および内燃機関３の圧縮比Ｃｒの少なくとも１つを制御する車両Ｖの制御装置１であって、バルブリフトＬｉｆｔｉｎ、カム位相Ｃａｉｎおよび圧縮比Ｃｒの前記少なくとも１つを、複数の変速比ごとに互いに異なる値に予め設定する設定手段（実施形態における（以下、本項において同じ）ＥＣＵ２、図２７、図２８、図２９）と、変速装置９０の変速比を検出する変速比検出手段（ＥＣＵ２、図２０のステップ２０、図２１）と、運転者からの減速要求の発生の有無を判定する減速要求判定手段（ＥＣＵ２、図２２）と、減速要求判定手段によって減速要求が発生していると判定されたときに、バルブリフトＬｉｆｔｉｎ、カム位相Ｃａｉｎおよび圧縮比Ｃｒの前記少なくとも１つを、検出された変速装置９０の変速比（ギヤ段推定値ＮＧＥＡＲ）に応じ、設定手段による設定に基づいて決定する決定手段（ＥＣＵ２、図２０のステップ２６〜２８）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この車両の制御装置によれば、設定手段によって、バルブリフト、カム位相および圧縮比の少なくとも１つを、複数の変速比ごとに互いに異なる値に予め設定する。また、運転者の減速要求の発生の有無を減速要求判定手段によって判定し、運転者の減速要求が発生していると判定されたときに、バルブリフト、カム位相および圧縮比の少なくとも１つを、検出された変速比に応じ、設定手段による設定に基づいて決定手段により決定する。バルブリフト、カム位相および圧縮比はそれぞれ、エンジンブレーキ力に影響を及ぼすパラメータであるため、上記のように、これらのうちの少なくとも１つのパラメータを、複数の変速比ごとに互いに異なる値に予め設定するとともに、運転者の減速要求時に、設定したパラメータから、検出された変速比に対応するものを選択し、決定することによって、複数の変速比間で異なるエンジンブレーキ力を得ることができる。これにより、減速要求時に、運転者がそのときのエンジンブレーキ力が不足していると感じる場合には、より大きなエンジンブレーキ力が得られる他の変速比に変更するよう、運転者に促すことができる。それにより、適正なエンジンブレーキ力を得ることができるので、フットブレーキの使用頻度が少なくなり、フットブレーキの寿命を延ばすことができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の車両Ｖの制御装置１において、設定手段は、変速装置９０の変速比が大きいほど、内燃機関３のエンジンブレーキ力が大きくなるように、バルブリフトＬｉｆｔｉｎ、カム位相Ｃａｉｎおよび圧縮比Ｃｒの前記少なくとも１つを設定する（図２７、図２８、図２９）ことを特徴とする。
【００１０】
一般に、変速比が大きく、低速側の変速比であるほど、車両の速度に対してより大きな内燃機関の回転速度を必要とすることによって、エンジンブレーキ力が大きくなる。これに対して、本発明によれば、変速比が大きいほど、エンジンブレーキ力が大きくなるように、バルブリフト、カム位相および圧縮比の少なくとも１つを設定する。これにより、変速比とエンジンブレーキ力の関係を、通常と同じ傾向に設定することによって、減速要求時に、そのときの変速比を運転者に容易に把握させることができる。また、変速比を低速側に変更することによってより大きなエンジンブレーキ力が、高速側に変更することによってより小さなエンジンブレーキ力が得られるので、通常と同じ変速操作によって、適正なエンジンブレーキ力を円滑に得ることができる。
【００１１】
前記第２の目的を達成するため、請求項３に係る発明は、内燃機関３の吸気弁４および排気弁７の少なくとも一方のリフトであるバルブリフトＬｉｆｔｉｎ、吸気弁４および排気弁７をそれぞれ駆動する吸気カム６および排気カム９の少なくとも一方のクランクシャフト３ｄに対する位相であるカム位相Ｃａｉｎ、および内燃機関３の圧縮比Ｃｒの少なくとも１つを制御する車両Ｖの制御装置１であって、内燃機関３の回転数を検出する回転数検出手段（クランク角センサ２０、ＥＣＵ２）と、運転者からの減速要求の発生の有無を判定する減速要求判定手段と、減速要求判定手段によって減速要求が発生していると判定されたときに、検出された内燃機関３の回転数（エンジン回転数ＮＥ）が低いほど、内燃機関３のエンジンブレーキ力が小さくなるように、バルブリフトＬｉｆｔｉｎ、カム位相Ｃａｉｎおよび圧縮比Ｃｒの前記少なくとも１つを設定する設定手段（ＥＣＵ２、図２０のステップ２６〜２８、図２７、図２８、図２９）と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
この車両の制御装置によれば、運転者の減速要求の発生の有無を減速要求判定手段によって判定し、運転者の減速要求が発生していると判定されたときに、検出された内燃機関の回転数が低いほど、エンジンブレーキ力がより小さくなるように、バルブリフト、カム位相および圧縮比の少なくとも１つを設定手段によって設定する。これにより、運転者の減速要求時において、内燃機関の回転数が低いときに、エンジンブレーキ力が低減されるので、前述したエンジンブレーキ力の急激な変化によるギクシャク感を抑制でき、したがって、良好なドライバビリティーを確保することができる。
【００１３】
前記第２の目的を達成するため、請求項４に係る発明は、内燃機関３の吸気弁４および排気弁７の少なくとも一方のリフトであるバルブリフトＬｉｆｔｉｎ、吸気弁４および排気弁７をそれぞれ駆動する吸気カム６および排気カム９の少なくとも一方のクランクシャフト３ｄに対する位相であるカム位相Ｃａｉｎ、および内燃機関３の圧縮比Ｃｒの少なくとも１つを制御する車両Ｖの制御装置１であって、内燃機関３の回転数を検出する回転数検出手段と、運転者からの減速要求の発生の有無を判定する減速要求判定手段と、減速要求判定手段によって減速要求が発生していると判定され、かつ検出された内燃機関３の回転数が所定の回転数域（第１回転数域Ａ１、第２回転数域Ａ２、第３回転数域Ａ３）にあるときに、バルブリフトＬｉｆｔｉｎ、カム位相Ｃａｉｎおよび圧縮比Ｃｒの前記少なくとも１つを、減速要求が発生していないときよりも、内燃機関３の回転数に対する変化量が小さくなるように設定する設定手段（ＥＣＵ２、図２０のステップ２６〜２８、図２７、図２８、図２９）と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
この車両の制御装置によれば、運転者の減速要求の発生の有無を減速要求判定手段によって判定する。また、運転者の減速要求が発生していると判定され、かつ検出された内燃機関の回転数が所定の回転数域にあるときに、バルブリフト、カム位相および圧縮比の少なくとも１つを、減速要求が発生していないときよりも、内燃機関の回転数に対する変化量が小さくなるように設定する。
【００１５】
一般に、減速時においては、バルブリフトが大きいほど、吸入空気および排出空気の通気抵抗が小さいことで、ポンピングロスが小さいので、エンジンブレーキ力はより小さくなる。また、吸気弁と排気弁とのバルブオーバーラップが大きいほど、排気工程の終了から吸気行程の開始付近における、吸気弁および排気弁による燃焼室の密閉度合が小さいため、ポンピングロスが小さいので、エンジンブレーキ力はより小さくなる。さらに、圧縮比が大きいほど、吸入した空気を圧縮する際の車両に対する内燃機関側のトルク抵抗が大きいので、エンジンブレーキ力はより大きくなる。
【００１６】
さらに、内燃機関の負荷が比較的低いときには、内燃機関の回転数が低〜中回転域では、燃費向上のため、回転数が低いほど、バルブリフトを高リフト側に、カム位相をバルブオーバーラップが増加する方向に、圧縮比を高圧縮比側に制御する傾向にある。このため、上記の制御を減速時にそのまま適用すると、回転数が急速に低下するのに応じて、バルブリフトが高リフト側に、カム位相がバルブオーバーラップが増加する方向に、急激に変動することによって、エンジンブレーキ力が急激に減少し、圧縮比が高圧縮比側に急激に変動することによってエンジンブレーキ力が急激に増大するので、エンジンブレーキ力が不自然に変化し、ギクシャク感が発生する。
【００１７】
これに対して、本発明によれば、運転者の減速要求があり、かつ内燃機関の回転数が所定の回転数域、例えば低〜中回転域にあるときに、バルブリフト、カム位相、および圧縮比の少なくとも１つをそれぞれ、減速要求が発生していないときよりも、内燃機関の回転数に対する変化量が小さくなるように設定する。バルブリフトまたはカム位相をこのように設定した場合には、エンジンブレーキ力の急激な減少を防止でき、圧縮比を上記のように設定した場合には、エンジンブレーキ力の急激な増大を防止でき、それにより、エンジンブレーキ力を滑らかに変化させることができるので、良好なドライバビリティーを確保することができる。
【００１８】
前記第１の目的を達成するため、請求項５に係る発明は、内燃機関３の吸気弁４および排気弁７の少なくとも一方のリフトであるバルブリフトＬｉｆｔｉｎを制御するとともに、内燃機関３の行程を変化させることによって内燃機関３の圧縮比Ｃｒを制御する車両Ｖの制御装置１であって、運転者からの減速要求の発生の有無を判定する減速要求判定手段と、減速要求判定手段によって減速要求が発生していると判定されたときに、バルブリフトＬｉｆｔｉｎを減少側に設定するとともに、圧縮比Ｃｒを増加側に設定する設定手段（ＥＣＵ２、図２０のステップ２６、２８、図２７、図２９）と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
この車両の制御装置によれば、運転者の減速要求の発生の有無を減速要求判定手段によって判定し、運転者の減速要求が発生していると判定されたときに、設定手段によって、バルブリフトを減少側に設定するとともに、圧縮比を増加側に設定する。このようにバルブリフトを減少側に設定することによって、ポンピングロスが増大するので、エンジンブレーキ力が増大する。また、圧縮比を増加側に制御することによって、吸入した空気を圧縮する際の車両に対する内燃機関側のトルク抵抗（以下「エンジンフリクション」という）が増大するので、このことによっても、エンジンブレーキ力が増大する。以上のように、バルブリフトの設定によるエンジンブレーキ力と圧縮比の設定によるエンジンブレーキ力を合わせたより大きなエンジンブレーキ力が得られるので、フットブレーキの寿命を延ばすことができる。
【００２０】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の車両Ｖの制御装置１において、内燃機関３の回転数を検出する回転数検出手段をさらに備え、設定手段は、検出された内燃機関３の回転数が低いほど、バルブリフトＬｉｆｔｉｎをより大きな値に、および／または圧縮比Ｃｒをより小さな値に設定する（図２０のステップ２６、２８、図２７、図２９）ことを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、検出された内燃機関の回転数が低いほど、バルブリフトをより大きな値に、および／または圧縮比をより小さな値に設定する。これにより、内燃機関の回転数が低いときに、ポンピングロスおよび／またはエンジンフリクションが低減されるので、エンジンブレーキ力を低減でき、それにより、前述したエンジンブレーキ力の急激な変化によるギクシャク感を抑制できる。したがって、良好なドライバビリティーを確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は、本発明の車両の制御装置１を適用した車両Ｖの概略構成を示している。車両Ｖには、内燃機関（以下「エンジン」という）３および変速装置９０が搭載されている。この変速装置９０は、オートマチック式のものであり、エンジン３の動力を、所定の複数の変速比の１つによって変速し、駆動輪Ｗ，Ｗに伝達する。また、変速装置９０は、第１速〜第５速およびリバースから成る６つのギヤ段を選択的に設定するように構成されており、変速装置９０の動作は、運転者によって操作されるシフトレバー（図示せず）のシフト位置に応じ、制御装置１の後述するＥＣＵ２によって制御される（図３参照）。
【００２３】
図２および図４に示すように、エンジン３は、４つの気筒３ａおよびピストン３ｂ（いずれも１つのみ図示）を有する直列４気筒ＤＯＨＣ型のガソリンエンジンである。また、エンジン３は、各気筒３ａの吸気ポートおよび排気ポートをそれぞれ開閉する吸気弁４および排気弁７と、吸気弁４を駆動するための、吸気カムシャフト５および吸気カム６を有する可変式吸気動弁機構４０と、排気弁７を駆動するための、排気カムシャフト８および排気カム９を有する排気動弁機構３０と、圧縮比を変更する可変圧縮比機構８０と、燃料噴射弁１０と、点火プラグ１１（図３参照）を備えている。
【００２４】
吸気弁４のステム４ａは、ガイド４ｂに摺動自在に嵌合しており、このガイド４ｂは、シリンダヘッド３ｃに固定されている。吸気弁４には、上下のスプリングシート４ｃ，４ｄと、これらの間に配置されたバルブスプリング４ｅが設けられており（図５参照）、吸気弁４は、このバルブスプリング４ｅによって、閉弁方向に付勢されている。
【００２５】
吸気カムシャフト５および排気カムシャフト８はそれぞれ、図示しないホルダを介して、シリンダヘッド３ｃに回転自在に取り付けられている。また、吸気カムシャフト５の一端部には、吸気スプロケット５ａが同軸に配置され、回転自在に設けられている（図９参照）。この吸気スプロケット５ａは、タイミングベルト５ｂを介してクランクシャフト３ｄに連結されるとともに、後述する可変カム位相機構７０を介して吸気カムシャフト５に連結されている（図９参照）。これにより、吸気カムシャフト５は、クランクシャフト３ｄが２回転するごとに１回転する。吸気カム６は、気筒３ａごとに、吸気カムシャフト５と一体に設けられている。
【００２６】
可変式吸気動弁機構４０は、吸気カム６の回転に伴って、各気筒３ａの吸気弁４を開閉するとともに、吸気弁４のリフトおよびバルブタイミングを無段階に変更する。その詳細については後述する。なお、本実施形態では、吸気弁４のリフト（以下「バルブリフト」という）Ｌｉｆｔｉｎは、吸気弁４の最大ストロークを表すものとする。
【００２７】
排気弁７のステム７ａは、ガイド７ｂに摺動自在に嵌合しており、このガイド７ｂは、シリンダヘッド３ｃに固定されている。また、排気弁７には、上下のスプリングシート７ｃ，７ｄと、これらの間に配置されたバルブスプリング７ｅが設けられている。排気弁７は、このバルブスプリング７ｅにより、閉弁方向に付勢されている。
【００２８】
排気カムシャフト８は、これと一体の排気スプロケット（図示せず）を有し、この排気スプロケットおよびタイミングベルト５ｂを介して、クランクシャフト３ｄに連結されており、それにより、クランクシャフト３ｄが２回転するごとに１回転する。排気カム９は、気筒３ａごとに、排気カムシャフト８と一体に設けられている。
【００２９】
排気動弁機構３０は、ロッカアーム３１を有しており、このロッカアーム３１が排気カム９の回転に伴って回動することにより、バルブスプリング７ｅの付勢力に抗しながら、排気弁７を開閉する。
【００３０】
燃料噴射弁１０は、気筒３ａごとに設けられ、シリンダヘッド３ｃに傾斜した状態で取り付けられており、燃料を燃焼室内に直接、噴射する。すなわち、エンジン３は直噴エンジンとして構成されている。また、燃料噴射弁１０の開弁時間および開弁タイミングはＥＣＵ２によって制御される。
【００３１】
点火プラグ１１も、気筒３ａごとに設けられ、シリンダヘッド３ｃに取り付けられており、この点火プラグ１１の点火時期もまた、ＥＣＵ２によって制御される。
【００３２】
エンジン３には、クランク角センサ２０（回転数検出手段）および水温センサ２１が設けられている。このクランク角センサ２０は、マグネットロータおよびＭＲＥピックアップで構成されており、クランクシャフト３ｄの回転に伴い、いずれもパルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。
【００３３】
ＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば１０゜）ごとに出力され、ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。ＴＤＣ信号は、各気筒３ａのピストン３ｂが吸気行程の開始時のＴＤＣ位置よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、４気筒タイプの本例では、クランク角１８０゜ごとに出力される。
【００３４】
水温センサ２１は、例えばサーミスタなどで構成されており、エンジン水温ＴＷを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。このエンジン水温ＴＷは、エンジン３のシリンダブロック３ｈ内を循環する冷却水の温度を表すものである。
【００３５】
さらに、エンジン３の吸気管１２には、スロットル弁機構は設けられておらず、その吸気通路１２ａが大口径に形成されており、それにより、通気抵抗が通常のエンジンよりも小さく設定されている。また、吸気管１２には、エアフローセンサ２２が設けられている。このエアフローセンサ２２は、熱線式エアフローメータで構成されており、吸気通路１２ａ内を流れる空気の流量Ｇｉｎを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００３６】
次に、図５〜図８を参照しながら、前述した可変式吸気動弁機構４０について説明する。この可変式吸気動弁機構４０は、吸気カムシャフト５、吸気カム６、可変バルブリフト機構５０および可変カム位相機構７０などで構成されている。
【００３７】
この可変バルブリフト機構５０は、吸気カム６の回転に伴って吸気弁４を開閉するとともに、バルブリフトＬｉｆｔｉｎを所定の最大値Ｌｉｆｔｉｎ＿Ｈと所定の最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿Ｌとの間で無段階に変更するものであり、気筒３ａごとに設けられた四節リンク式のロッカアーム機構５１と、これらのロッカアーム機構５１を同時に駆動するリフトアクチュエータ６０を有している。
【００３８】
各ロッカアーム機構５１は、ロッカアーム５２および上下のリンク５３，５４などで構成されている。この上リンク５３の一端部は、シリンダヘッド３ｃに固定されたロッカアームシャフト５６に回動自在に取り付けられるとともに、他端部は、上ピン５５を介して、ロッカアーム５２の上端部に回動自在に取り付けられている。
【００３９】
また、ロッカアーム５２の上ピン５５には、ローラ５７が回動自在に設けられている。このローラ５７は、吸気カム６のカム面に当接しており、吸気カム６が回転する際、そのカム面に案内されながら吸気カム６上を転動する。これにより、ロッカアーム５２は上下方向に駆動されるとともに、上リンク５３が、ロッカアームシャフト５６を中心として回動する。
【００４０】
さらに、ロッカアーム５２の吸気弁４側の端部には、アジャストボルト５２ａが取り付けられている。このアジャストボルト５２ａは、吸気弁４のステム４ａに当接しており、吸気カム６の回転に伴ってロッカアーム５２が上下方向に移動すると、バルブスプリング４ｅの付勢力に抗しながら、ステム４ａを上下方向に駆動し、吸気弁４を開閉する。
【００４１】
また、下リンク５４の一端部は、下ピン５８を介して、ロッカアーム５２の下端部に回動自在に取り付けられており、下リンク５４の他端部には、連結軸５９が回動自在に取り付けられている。下リンク５４は、この連結軸５９を介して、リフトアクチュエータ６０の後述する短アーム６５に連結されている。
【００４２】
リフトアクチュエータ６０は、ＥＣＵ２により駆動されるものであり、図６に示すように、モータ６１、ナット６２、リンク６３、長アーム６４および短アーム６５を有している。このモータ６１は、ＥＣＵ２に接続され、エンジン３のヘッドカバー３ｇの外側に配置されている。モータ６１の回転軸は、雄ねじが形成されたねじ軸６１ａになっており、このねじ軸６１ａに、ナット６２が螺合している。リンク６３の一端部は、ピン６３ａを介してナット６２に回動自在に取り付けられ、他端部は、ピン６３ｂを介して長アーム６４の一端部に回動自在に取り付けられている。また、長アーム６４の他端部は、回動軸６６を介して短アーム６５の一端部に固定されている。この回動軸６６は、断面円形に形成され、エンジン３のヘッドカバー３ｇに回動自在に支持されている。長アーム６４および短アーム６５は、回動軸６６を中心として、これと一体に回動する。
【００４３】
さらに、短アーム６５の回転軸６６と逆側の端部には、前述した連結軸５９が回動自在に取り付けられており、これにより、短アーム６５は、連結軸５９を介して、下リンク５４に連結されている。また、短アーム６５の付近には、最小リフトストッパ６７ａおよび最大リフトストッパ６７ｂが互いに間隔を存して設けられており、これらの２つのストッパ６７ａ，６７ｂにより、短アーム６５の回動範囲が後述するように規制される。
【００４４】
次に、以上のように構成された可変バルブリフト機構５０の動作について説明する。この可変バルブリフト機構５０では、ＥＣＵ２からの後述するリフト制御入力Ｕｌｉｆｔｉｎがリフトアクチュエータ６０に入力されると、モータ６１のねじ軸６１ａが回転し、それに伴うナット６２の移動により、長アーム６４および短アーム６５が回動軸６６を中心として回動するとともに、この短アーム６５の回動に伴う連結軸５９の移動により、ロッカアーム機構５１の下リンク５４が、下ピン５８を中心として回動する。すなわち、リフトアクチュエータ６０により、下リンク５４が駆動される。
【００４５】
図６（ａ）に示すように、短アーム６５が同図の反時計回りに回動すると、短アーム６５は、最大リフトストッパ６７ｂに当接し、係止される。それにより、下リンク５４も、図５に実線で示す最大リフト位置に係止される。一方、図６（ｂ）に示すように、短アーム６５が同図の時計回りに回動すると、短アーム６５は、最小リフトストッパ６７ａに当接し、係止される。それにより、下リンク５４も、図５に２点鎖線で示す最小リフト位置に係止される。
【００４６】
以上のように、短アーム６５の回動範囲は、２つのストッパ６７ａ，６７ｂにより、図６（ａ）に示す最大リフト位置と図６（ｂ）に示す最小リフト位置との間に規制され、それにより、下リンク５４の回動範囲も、図５に実線で示す最大リフト位置と、２点鎖線で示す最小リフト位置との間に規制される。
【００４７】
下リンク５４が最大リフト位置にある場合、ロッカアーム機構５１では、上ピン５５および下ピン５８の中心間の距離が、ロッカアームシャフト５６および連結軸５９の中心間の距離よりも長くなるように構成されており、それにより、図７（ａ）に示すように、吸気カム６が回転すると、これとローラ５７との当接点の移動量よりも、アジャストボルト５２ａの移動量の方が大きくなる。
【００４８】
一方、下リンク５４が最小リフト位置にある場合、ロッカアーム機構５１では、上ピン５５および下ピン５８の中心間の距離が、ロッカアームシャフト５６および連結軸５９の中心間の距離よりも短くなるように構成されており、それにより、図７（ｂ）に示すように、吸気カム６が回転すると、これとローラ５７との当接点の移動量よりも、アジャストボルト５２ａの移動量の方が小さくなる。
【００４９】
以上により、吸気弁４は、下リンク５４が最大リフト位置にあるときには、最小リフト位置にあるときよりも大きなバルブリフトＬｉｆｔｉｎで開弁する。具体的には、吸気カム６の回転中、吸気弁４は、下リンク５４が最大リフト位置にあるときには、図８の実線で示すバルブリフト曲線に従って開弁し、バルブリフトＬｉｆｔｉｎは、その最大値Ｌｉｆｔｉｎ＿Ｈを示す。一方、下リンク５４が最小リフト位置にあるときには、図８の２点鎖線で示すバルブリフト曲線に従って開弁し、バルブリフトＬｉｆｔｉｎは、その最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿Ｌを示す。
【００５０】
以上のように、この可変バルブリフト機構５０では、アクチュエータ６０を介して、下リンク５４を最大リフト位置と最小リフト位置との間で回動させることにより、バルブリフトＬｉｆｔｉｎを、最大値Ｌｉｆｔｉｎ＿Ｈと最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿Ｌとの間で無段階に変更することができる。
【００５１】
なお、この可変バルブリフト機構５０には、図示しないロック機構が設けられており、このロック機構により、リフト制御入力Ｕｌｉｆｔｉｎが、後述する故障時用値Ｕｌｉｆｔｉｎ＿ｆｓに設定されているときや、断線などによりリフトアクチュエータ６０に入力されないときには、可変バルブリフト機構５０の動作がロックされる。すなわち、可変バルブリフト機構５０によるバルブリフトＬｉｆｔｉｎの変更が禁止され、バルブリフトＬｉｆｔｉｎが最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿Ｌに保持される。なお、この最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿Ｌは、カム位相Ｃａｉｎが後述する最遅角値Ｃａｉｎ＿Ｌに保持され、かつ圧縮比Ｃｒが最小値Ｃｒ＿Ｌに保持されている場合において、所定の故障時用吸入空気量が確保されるように設定されている。なお、この故障時用吸入空気量は、停車中ではアイドル運転やエンジン始動を適切に行うことができるとともに、走行中では低速走行状態を維持できるように設定されている。
【００５２】
また、エンジン３には、回動角センサ２３が設けられており（図３参照）、この回動角センサ２３は、短アーム６５の回動角θｌｉｆｔを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。この短アーム６５の回動角θｌｉｆｔは、短アーム６５が最大リフト位置と最小リフト位置との間のどの位置にあるかを表すものであり、ＥＣＵ２は、この回動角θｌｉｆｔに基づき、バルブリフトＬｉｆｔｉｎを算出する。
【００５３】
次に、図９〜図１１を参照しながら、前述した可変カム位相機構７０について説明する。この可変カム位相機構７０は、以下に述べるように、カム位相Ｃａｉｎを電磁力により無段階に変更する電磁式のものであり、遊星歯車装置７１および電磁ブレーキ７２を備えている。
【００５４】
この遊星歯車装置７１は、吸気カムシャフト５とスプロケット５ａの間で回転を伝達するものであり、リングギヤ７１ａ、３つのプラネタリピニオンギヤ７１ｂ、サンギヤ７１ｃおよびプラネタリキャリア７１ｄを有している。このリングギヤ７１ａは、電磁ブレーキ７２の後述するアウタケーシング７３に連結されており、これと同軸かつ一体に回転する。サンギヤ７１ｃは、吸気カムシャフト５の先端部に同軸かつ一体に回転するように取り付けられている。
【００５５】
プラネタリキャリア７１ｄは、ほぼ三角形に形成され、それらの３つの角部にシャフト７１ｅがそれぞれ突設されている。また、プラネタリキャリア７１ｄは、これらのシャフト７１ｅを介してスプロケット５ａに連結されており、それにより、スプロケット５ａと同軸かつ一体に回転するように構成されている。
【００５６】
各プラネタリピニオンギヤ７１ｂは、プラネタリキャリア７１ｄの各シャフト７１ｅに回転自在に支持され、サンギヤ７１ｃとリングギヤ７１ａの間に配置され、これらと常に噛み合っている。
【００５７】
前記電磁ブレーキ７２は、ＥＣＵ２により駆動されるものであり、アウタケーシング７３、コア７４、電磁石７５およびリターンスプリング７６を有している。アウタケーシング７３は、中空に形成され、その内部には、コア７４が相対的に回動自在に設けられている。コア７４は、断面円形の基部７４ａと、これから放射状に延びる２つのアーム７４ｂ，７４ｂを備えている。コア７４は、その基部７４ａがプラネタリキャリア７１ｄに取り付けられており、それにより、プラネタリキャリア７１ｄと同軸かつ一体に回転する。
【００５８】
また、アウタケーシング７３の内周面には、最遅角ストッパ７３ａおよび最進角ストッパ７３ｂを１組とする、計２組のストッパが径方向に互いに対向するように設けられている。各組のストッパ７３ａ，７３ｂは、互いに間隔を存して設けられており、これらの間に、コア７４の各アーム７４ｂが配置されている。この構成により、コア７４は、アーム７４ｂが最遅角ストッパ７３ａに当接し、係止される最遅角位置（図１１に実線で示す位置）と、最進角ストッパ７３ｂに当接し、係止される最進角位置（図１１に２点鎖線で示す位置）との間で、アウタケーシング７３に対して相対的に回動可能に構成されている。
【００５９】
リターンスプリング７６は、圧縮された状態で、１つの最進角ストッパ７３ｂと、これに対向するアーム７４ｂとの間に掛け渡されており、このリターンスプリング７６の付勢力Ｆｓｐｒにより、アーム７４ｂは最遅角ストッパ７３ａ側に付勢されている。
【００６０】
電磁石７５は、リターンスプリング７６と反対側の最進角ストッパ７３ｂに取り付けられており、この最進角ストッパ７３ｂの、アーム７４ｂと対向する側の端部に面一の状態で設けられている。この電磁石７５は、ＥＣＵ２からの位相制御入力Ｕｃａｉｎにより励磁されると、その電磁力Ｆｓｏｌにより、対向するアーム７４ｂを、リターンスプリング７６の付勢力Ｆｓｐｒに抗しながら吸引し、最進角ストッパ７３ｂ側に回動させる。
【００６１】
以上のように構成された可変カム位相機構７０の動作について説明する。この可変カム位相機構７０では、電磁ブレーキ７２の電磁石７５が励磁されていないときには、コア７４は、リターンスプリング７６の付勢力Ｆｓｐｒにより、そのアーム７４ｂが最遅角ストッパ７３ａに当接する最遅角位置に保持され、それにより、カム位相Ｃａｉｎは、最遅角値Ｃａｉｎ＿Ｌ（図１２参照）に保持される。
【００６２】
この状態で、エンジン運転中のクランクシャフト３ｄの回転に伴って、スプロケット５ａが図１１の矢印Ｙ１方向に回転すると、プラネタリキャリア７１ｄおよびリングギヤ７１ａが一体に回転することにより、プラネタリピニオンギヤ７１ｂが回転せず、サンギヤ７１ｃがプラネタリキャリア７１ｄおよびリングギヤ７１ａと一体に回転する。すなわち、スプロケット５ａと吸気カムシャフト５が一体に矢印Ｙ１方向に回転する。
【００６３】
また、コア７４が最遅角位置に保持されている状態で、電磁石７５がＥＣＵ２からの位相制御入力Ｕｃａｉｎにより励磁されると、電磁石７５の電磁力Ｆｓｏｌにより、コア７４のアーム７４ｂが、リターンスプリング７６の付勢力Ｆｓｐｒに抗しながら、最進角ストッパ７３ｂ側すなわち最進角位置側に吸引され、電磁力Ｆｓｏｌと付勢力Ｆｓｐｒとが互いに釣り合う位置まで回動する。言い換えれば、アウタケーシング７３が、コア７４に対して相対的に矢印Ｙ１と逆方向に回動する。
【００６４】
これにより、リングギヤ７１ａがプラネタリキャリア７１ｄに対して相対的に図１０の矢印Ｙ２方向に回動し、それに伴い、プラネタリピニオンギヤ７１ｂが図１０の矢印Ｙ３方向に回動することで、サンギヤ７１ｃが図１０の矢印Ｙ４方向に回動する。その結果、吸気カムシャフト５が、スプロケット５ａに対して相対的にスプロケットの回転方向（すなわち図１０の矢印Ｙ２と逆方向）に回動することになり、カム位相Ｃａｉｎが進角される。
【００６５】
この場合、アウタケーシング７３の回動がリングギヤ７１ａ、プラネタリピニオンギヤ７１ｂおよびサンギヤ７１ｃを介して、吸気カムシャフト５に伝達されるので、遊星歯車装置７０の増速作用により、吸気カムシャフト５は、スプロケット５ａに対してアウタケーシング７３の回動角度が増幅された角度分、回動することになる。すなわち、吸気カム５のカム位相Ｃａｉｎの実際の進角量は、アウタケーシング７３の回動角度を増幅した値になる。これは、電磁石７５の電磁力Ｆｓｏｌが作用可能な距離には限界があるので、それを補償し、カム位相Ｃａｉｎをより広範囲で変化させるためである。
【００６６】
以上のように、可変カム位相機構７０では、電磁力Ｆｓｏｌがカム位相Ｃａｉｎを進角させる方向に作用し、リターンスプリング７６の付勢力Ｆｓｐｒがカム位相Ｃａｉｎを遅角させる方向に作用するとともに、電磁力Ｆｓｏｌが変化しない場合、カム位相Ｃａｉｎは、電磁力Ｆｓｏｌと付勢力Ｆｓｐｒとが互いに釣り合う値に保持される。また、コア７４の回動範囲は、２つのストッパ７３ａ，７３ｂにより、図１１に実線で示す最遅角位置と２点鎖線で示す最進角位置との間の範囲に規制され、それにより、カム位相Ｃａｉｎの制御範囲も、最遅角値Ｃａｉｎ＿Ｌと最進角値Ｃａｉｎ＿Ｈとの間の範囲に規制される。
【００６７】
次に、以上のように構成された可変カム位相機構７０の動作特性を説明する。図１２に示すように、可変カム位相機構７０においては、カム位相Ｃａｉｎは、電磁石７５への位相制御入力Ｕｃａｉｎが所定値Ｕｃａｉｎ１よりも小さい範囲では、最遅角値Ｃａｉｎ＿Ｌ（例えばカム角０゜）に保持され、所定値Ｕｃａｉｎ２よりも大きい範囲では、最進角値Ｃａｉｎ＿Ｈ（例えばカム角５５゜）に保持される。また、Ｕｃａｉｎ１≦Ｕｃａｉｎ≦Ｕｃａｉｎ２の範囲では、最遅角値Ｃａｉｎ＿Ｌと最進角値Ｃａｉｎ＿Ｈの間で連続的に変化し、それにより、吸気弁４のバルブタイミングは、図１３に実線で示す最遅角タイミングと、２点鎖線で示す最進角タイミングとの間で、無段階に変更される。なお、図示しないが、この可変カム位相機構７０は、位相制御入力Ｕｃａｉｎに対するカム位相Ｃａｉｎの値が、位相制御入力Ｕｃａｉｎが増大するときと減少するときとで互いに若干異なる、いわゆるヒシテリシス特性を有している。
【００６８】
また、この可変カム位相機構７０では、位相制御入力Ｕｃａｉｎが、後述する故障時用値Ｕｃａｉｎ＿ｆｓに設定されているとき、および断線などにより電磁石７５に入力されないときには、カム位相Ｃａｉｎが最遅角値Ｃａｉｎ＿Ｌに保持される。この最遅角値Ｃａｉｎ＿Ｌは、前述したようにバルブリフトＬｉｆｔｉｎが最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿Ｌに保持され、かつ圧縮比Ｃｒが最小値Ｃｒ＿Ｌに保持されている場合において、前述した故障時用吸入空気量を確保できるように設定されている。
【００６９】
以上のように、本実施形態の可変式吸気動弁機構４０では、可変バルブリフト機構５０により、バルブリフトＬｉｆｔｉｎが、前述した最大値Ｌｉｆｔｉｎ＿Ｈと最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿Ｌとの間で無段階に変更されるとともに、可変カム位相機構７０により、カム位相Ｃａｉｎが、前述した最遅角値Ｃａｉｎ＿Ｌと最進角値Ｃａｉｎ＿Ｈとの間で無段階に変更される。
【００７０】
吸気カムシャフト５の可変カム位相機構７０と反対側の端部には、カム角センサ２４（図３参照）が設けられている。このカム角センサ２４は、例えばマグネットロータおよびＭＲＥピックアップで構成されており、吸気カムシャフト５の回転に伴い、パルス信号であるＣＡＭ信号を所定のカム角（例えば１゜）ごとにＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、このＣＡＭ信号および前述したＣＲＫ信号に基づき、カム位相Ｃａｉｎを算出する。
【００７１】
次に、図１４を参照しながら、前述した可変圧縮比機構８０について説明する。この可変圧縮比機構８０は、ピストン３ｂの上死点位置、すなわちピストン３ｂのストロークを変更することにより、圧縮比Ｃｒを所定の最大値Ｃｒ＿Ｈと所定の最小値Ｃｒ＿Ｌとの間で無段階に変更するものであり、各気筒３ａのピストン３ｂとクランクシャフト３ｄの間に連結された複合リンク機構８１と、この複合リンク機構８１に連結された圧縮比アクチュエータ８５を有している。
【００７２】
複合リンク機構８１は、上リンク８２、下リンク８３および制御リンク８４などで構成されている。上リンク８２は、いわゆるコンロッドに相当するものであり、その上端部がピストンピン３ｆを介してピストン３ｂに回動自在に連結され、下端部がピン８３ａを介して、下リンク８３の一端部に回動自在に連結されている。
【００７３】
下リンク８３は、三角形状のものであり、上リンク８２との連結部以外の２つの端部はそれぞれ、クランクピン８３ｂを介してクランクシャフト３ｄに、制御ピン８３ｃを介して制御リンク８４の一端部に、回動自在に連結されている。以上の構成により、ピストン３ｂの往復運動が、複合リンク機構８１を介してクランクシャフト３ｄに伝達され、クランクシャフト３ｄの回転運動に変換される。
【００７４】
また、圧縮比アクチュエータ８５は、ＥＣＵ２に接続されたモータと減速機構（いずれも図示せず）を組み合わせたものであり、ＥＣＵ２により後述するように駆動される。圧縮比アクチュエータ８５は、ケーシング８５ａ、アーム８５ｂおよび制御軸８５ｃなどを備えており、このケーシング８５ａ内には、モータおよび減速機構が内蔵されている。アーム８５ｂの一端部は、減速機構の回転軸８５ｄの先端部に固定されており、それにより、アーム８５ｂは、モータの回転に伴い、回転軸８５ｄを中心として回動する。また、アーム８５ｂの他端部には、制御軸８５ｃが回動自在に連結されている。制御軸８５ｃは、クランクシャフト３ｄと同様、図面の奥行き方向に延びており、この制御軸８５ｃには、制御リンク８４の制御ピン８３ｃと逆側の端部が連結されている。
【００７５】
さらに、アーム８５ｂの付近には、最小圧縮比ストッパ８６ａおよび最大圧縮比ストッパ８６ｂが互いに間隔を存して設けられており、これらの２つのストッパ８６ａ，８６ｂにより、アーム８５ｂの回動範囲が規制される。すなわち、アーム８５ｂは、ＥＣＵ２からの後述する圧縮比制御入力Ｕｃｒによって、モータが正逆回転方向に駆動されると、最小圧縮比ストッパ８６ａに当接し、係止される最小圧縮比位置（図１４（ａ）に示す位置）と、最大圧縮比ストッパ８６ｂに当接し、係止される最大圧縮比位置（図１４（ｂ）に示す位置）との間の範囲内で回動する。
【００７６】
以上の構成により、可変圧縮比機構８０では、アーム８５ｂが最小圧縮比ストッパ８６ａ側にある状態で、圧縮比アクチュエータ８５の回転軸８５ｄが、図１４の反時計回りに回転すると、それに伴ってアーム８５ｂが同図の反時計回りに回動する。それにより、制御リンク８４全体が押し下げられるのに伴い、下リンク８３がクランクピン８３ｂを中心として時計回りに回動するとともに、上リンク８２がピストンピン３ｆを中心として反時計回りに回動する。その結果、ピストンピン３ｆ、上ピン８３ａおよびクランクピン８３ｂが、最小圧縮比位置のときよりも直線状に近づくことで、ピストン３ｂが上死点に到達したときのピストンピン３ｆとクランクピン８３ｂを結ぶ直線距離が長くなり（すなわちピストン３ｂのストローク（行程）が長くなり）、燃焼室の容積が小さくなることによって、圧縮比Ｃｒが高くなる。
【００７７】
一方、上記とは逆に、アーム８５ｂが最大圧縮比ストッパ８６ｂ側にある状態で、アクチュエータ８５の回転軸８５ｄが、時計回りに回転すると、それに伴ってアーム８５ｂが時計回りに回動することで、制御リンク８４全体が押し上げられる。これにより、上記とは逆の動作により、下リンク８３が、反時計回りに回動するとともに、上リンク８２が時計回りに回動する。その結果、ピストン３ｂが上死点に到達したときのピストンピン３ｆとクランクピン８３ｂを結ぶ直線距離が短くなり（すなわちピストン３ｂのストロークが短くなり）、燃焼室の容積が大きくなることによって、圧縮比Ｃｒが低くなる。以上のように、この可変圧縮比機構８０では、アーム８５ｂが最小圧縮比ストッパ８６ａと最大圧縮比ストッパ８６ｂとの間で回動することにより、圧縮比Ｃｒが前記最小値Ｃｒ＿Ｌと最大値Ｃｒ＿Ｈとの間で無段階に変更される。
【００７８】
なお、この可変圧縮比機構８０には、図示しないロック機構が設けられており、このロック機構により、圧縮比制御入力Ｕｃｒが後述する故障時用値Ｕｃｒ＿ｆｓに設定されているとき、および断線などにより圧縮比制御入力Ｕｃｒが圧縮比アクチュエータ８５に入力されないときには、可変圧縮比機構８０の動作がロックされる。すなわち、可変圧縮比機構８０による圧縮比Ｃｒの変更が禁止され、圧縮比Ｃｒが最小値Ｃｒ＿Ｌに保持される。前述したように、この最小値Ｃｒ＿Ｌは、バルブリフトＬｉｆｔｉｎが最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿Ｌに、カム位相Ｃａｉｎが最遅角値Ｃａｉｎ＿Ｌに、それぞれ保持されている場合に、故障時用吸入空気量を確保できるように設定されている。
【００７９】
また、圧縮比アクチュエータ８５のケーシング８５ａ内には、制御角センサ２５が設けられており（図３参照）、この制御角センサ２５は、回転軸８５ｄすなわちアーム８５ｂの回動角θｃｒを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、この制御角センサ２５の検出信号に基づき、圧縮比Ｃｒを算出する。
【００８０】
さらに、図３に示すように、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ２６からアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が、車速センサ２７から車速ＶＰを表す検出信号が、それぞれ出力される。
【００８１】
また、車両Ｖには、イグニッション・スイッチ（以下「ＩＧ・ＳＷ」という）２８およびブレーキ・スイッチ（以下「ＢＫ・ＳＷ」という）２９が設けられている。このＩＧ・ＳＷ２８は、イグニッションキー（図示せず）の操作に応じ、そのＯＮ／ＯＦＦ状態を表す信号をＥＣＵ２に出力する。ＢＫ・ＳＷ２９は、ブレーキペダル（図示せず）が所定量以上、踏み込まれたときにＯＮ信号を、それ以外のときにＯＦＦ信号を、ＥＣＵ２に出力する。
【００８２】
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されている。また、ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサおよびスイッチ２０〜２９の検出信号などに応じて、エンジン３の運転状態を判別するとともに、可変バルブリフト機構５０、可変カム位相機構７０および可変圧縮比機構８０を介して、バルブリフトＬｉｆｔｉｎ、カム位相Ｃａｉｎおよび圧縮比Ｃｒをそれぞれ制御する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２によって、設定手段、変速比検出手段、減速要求判定手段、決定手段および回転数検出手段が構成されている。また、以下の説明では、可変バルブリフト機構５０、可変カム位相機構７０および可変圧縮比機構８０を適宜、総称し、「３つの可変機構」という。
【００８３】
次に、図１５を参照しながら、ＥＣＵ２により実行される可変機構制御処理について説明する。本処理は、３つの可変機構を制御するための３つの制御入力Ｕｌｉｆｔｉｎ，Ｕｃａｉｎ，Ｕｃｒを算出するものであり、所定の制御周期（例えば５ｍｓｅｃ）で実行される。
【００８４】
まず、ステップ１では、可変機構故障フラグＦ＿ＶＤＮＧが「１」であるか否かを判別する。この可変機構故障フラグＦ＿ＶＤＮＧは、故障判定処理（図示せず）において、３つの可変機構がいずれも正常であると判定されたときに「１」に、それ以外のときに「０」に、それぞれセットされるものである。このステップ１の答がＮＯで、Ｆ＿ＶＤＮＧ＝０、すなわち、３つの可変機構がいずれも正常であるときには、エンジン始動フラグＦ＿ＥＮＧＳＴＡＲＴが「１」であるか否かを判別する（ステップ２）。
【００８５】
このエンジン始動フラグＦ＿ＥＮＧＳＴＡＲＴは、判定処理（図示せず）において、エンジン回転数ＮＥおよびＩＧ・ＳＷ２８の検出信号に応じて、エンジン始動制御中、すなわちクランキング中であるか否かを判定することによってセットされるものである。具体的には、エンジン始動フラグＦ＿ＥＮＧＳＴＡＲＴは、エンジン始動制御中であるときに「１」に、それ以外のときに「０」に、それぞれセットされる。
【００８６】
上記ステップ２の答がＹＥＳで、エンジン始動制御中であるときには、目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄを、エンジン水温ＴＷに応じ、図１６に示すテーブルを検索することによって算出する（ステップ３）。このテーブルでは、目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄは、エンジン水温ＴＷが所定値ＴＷＲＥＦ１よりも高い範囲では、エンジン水温ＴＷが低いほど、より大きな値に設定されるとともに、ＴＷ≦ＴＷＲＥＦ１の範囲では、所定値Ｌｉｆｔｉｎｒｅｆに設定されている。これは、エンジン水温ＴＷが低い場合、可変バルブリフト機構５０のフリクションが増大するので、それを補償するためである。
【００８７】
次いで、目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄを、エンジン水温ＴＷに応じ、図１７に示すテーブルを検索することによって算出する（ステップ４）。このテーブルでは、目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄは、エンジン水温ＴＷが所定値ＴＷＲＥＦ２よりも高い範囲では、エンジン水温ＴＷが低いほど、より遅角側の値に設定されるとともに、ＴＷ≦ＴＷＲＥＦ２の範囲では、所定値Ｃａｉｎｒｅｆに設定されている。これは、エンジン水温ＴＷが低い場合、カム位相Ｃａｉｎをエンジン水温ＴＷが高い場合よりも遅角側に制御し、バルブオーバーラップを小さくすることで、吸気流速を上昇させ、燃焼の安定化を図るためである。
【００８８】
次に、目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄを所定の始動時用値Ｃｒ＿ｃｍｄ＿ｃｒｋに設定する（ステップ５）。この始動時用値Ｃｒ＿ｃｍｄ＿ｃｒｋは、クランキング中のエンジン回転数ＮＥを上昇させ、未燃ＨＣの発生を抑制できるような低圧縮比側の値に設定されている。
【００８９】
次いで、前記３つの制御入力であるリフト制御入力Ｕｌｉｆｔｉｎ、位相制御入力Ｕｃａｉｎおよび圧縮比制御入力Ｕｃｒを算出した（ステップ６）後、本処理を終了する。これらの３つの制御入力Ｕｌｉｆｔｉｎ、ＵｃａｉｎおよびＵｃｒはそれぞれ、実際のバルブリフトＬｉｆｔｉｎと目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄ、実際のカム位相Ｃａｉｎと目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄ、および実際の圧縮比Ｃｒと目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄに基づき、所定のフィードバック制御アルゴリズム、例えば目標値フィルタ型２自由度スライディングモード制御アルゴリズムによって算出される。これにより、３つの制御入力Ｕｌｉｆｔｉｎ、ＵｃａｉｎおよびＵｃｒはそれぞれ、バルブリフトＬｉｆｔｉｎが目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄに、カム位相Ｃａｉｎが目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄに、および圧縮比Ｃｒが目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄに、追従・収束するように算出される。
【００９０】
一方、前記ステップ２の答がＮＯで、エンジン始動制御中でないときには、アクセル開度ＡＰが所定値ＡＰＲＥＦよりも小さいか否かを判別する（ステップ７）。この答がＹＥＳで、アクセルペダルが踏み込まれていないときには、触媒暖機タイマの計時値Ｔｃａｔが所定値Ｔｃａｔｌｍｔより小さいか否かを判別する（ステップ８）。この触媒暖機タイマは、触媒暖機制御処理の実行時間を計時するものであり、アップカウント式のタイマで構成されている。なお、触媒暖機制御処理は、エンジン３の排気管に設けられた排ガス浄化用の触媒を活性化するために行われるものである。
【００９１】
このステップ８の答がＹＥＳで、Ｔｃａｔ＜Ｔｃａｔｌｍｔのとき、すなわち、触媒暖機制御の実行中のときには、目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄを、触媒暖機タイマの計時値Ｔｃａｔおよびエンジン水温ＴＷに応じ、図１８に示すマップを検索することによって算出する（ステップ９）。同図において、ＴＷ１〜ＴＷ３は、エンジン水温ＴＷの所定値である（ＴＷ１＜ＴＷ２＜ＴＷ３）。
【００９２】
このマップでは、目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄは、エンジン水温ＴＷが低いほど、より大きな値に設定されている。これは、エンジン水温ＴＷが低いほど、触媒の活性化に要する時間が長くなるので、排気ガスボリュームを大きくすることで、触媒の活性化に要する時間を短縮するためである。これに加えて、このマップでは、目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄは、触媒暖機タイマの計時値Ｔｃａｔが小さい領域では、計時値Ｔｃａｔが大きいほど、より大きな値に設定され、計時値Ｔｃａｔが大きい領域では、計時値Ｔｃａｔが大きいほど、より小さな値に設定されている。これは、触媒暖機制御の実行時間が長くなるのに伴い、エンジン３の暖機が進むことで、フリクションが低下した場合には、吸入空気量を低減しないと、エンジン回転数ＮＥを目標値に維持するために点火時期が過剰にリタード制御された状態となり、燃焼状態が不安定になってしまうので、それを回避するためである。
【００９３】
次いで、目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄを、触媒暖機タイマの計時値Ｔｃａｔおよびエンジン水温ＴＷに応じ、図１９に示すマップを検索することによって算出する（ステップ１０）。
【００９４】
このマップでは、目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄは、エンジン水温ＴＷが低いほど、より進角側の値に設定されている。これは、エンジン水温ＴＷが低いほど、上述したように触媒の活性化に要する時間が長くなるので、吸入空気量を増大させることで、触媒の活性化に要する時間を短縮するためである。これに加えて、このマップでは、目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄは、触媒暖機タイマの計時値Ｔｃａｔが小さい領域では、計時値Ｔｃａｔが大きいほど、より遅角側の値に設定され、計時値Ｔｃａｔが大きい領域では、計時値Ｔｃａｔが大きいほど、より進角側の値に設定されている。これは、図１８の説明で述べたのと同じ理由による。
【００９５】
次に、目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄを所定の暖機制御用値Ｃｒ＿ｃｍｄ＿ａｓｔに設定する（ステップ１１）。この暖機制御用値Ｃｒ＿ｃｍｄ＿ａｓｔは、触媒の活性化に要する時間を短縮すべく、熱効率を低下させ、排ガス温度を高めるために、低圧縮比側の値に設定されている。次いで、前記ステップ６を実行した後、本処理を終了する。
【００９６】
一方、前記ステップ７または８の答がＮＯのとき、すなわち、アクセルペダルが踏み込まれているとき、またはＴｃａｔ≧Ｔｃａｔｌｍｔであるときには、後述する通常時用目標値算出処理を実行する（ステップ１２）とともに、前記ステップ６を実行した後、本処理を終了する。
【００９７】
一方、前記ステップ１の答がＹＥＳで、３つの可変機構の少なくとも１つが故障しているときには、リフト制御入力Ｕｌｉｆｔｉｎを所定の故障時用値Ｕｌｉｆｔｉｎ＿ｆｓに、位相制御入力Ｕｃａｉｎを所定の故障時用値Ｕｃａｉｎ＿ｆｓに、圧縮比制御入力Ｕｃｒを所定の故障時用値Ｕｃｒ＿ｆｓにそれぞれ設定した（ステップ１３）後、本処理を終了する。これにより、前述したように、バルブリフトＬｉｆｔｉｎが最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿Ｌに、カム位相Ｃａｉｎが最遅角値Ｃａｉｎ＿Ｌに、圧縮比Ｃｒが最小値Ｃｒ＿Ｌにそれぞれ保持され、それにより、故障時用吸入空気量が確保される結果、停車中はアイドル運転やエンジン始動を適切に実行できるとともに、走行中は低速走行状態を維持することができる。
【００９８】
次に、上記ステップ１２の通常時用目標値算出処理について、図２０を参照しながら説明する。まず、ステップ２０では、車速ＶＰおよびエンジン回転数ＮＥに応じ、図２１に示すＮＧＥＡＲマップを検索することによって、ギヤ段推定値ＮＧＥＡＲ（検出された変速装置の変速比）を算出する。このギヤ段推定値ＮＧＥＡＲは、推定された現在の変速装置９０のギヤ段を表すものである。
【００９９】
ＮＧＥＡＲマップは、車速ＶＰとエンジン回転数ＮＥとの関係から推定される６つのギヤ段を表す複数の領域を定めるとともに、各ギヤ段に対してギヤ段推定値ＮＧＥＡＲを割り当てたものである。具体的には、ギヤ段推定値ＮＧＥＡＲは、ギヤ段が第１〜第５速のときに値１〜値５に、リバースのときに値−１にそれぞれ設定されている。また、エンジン回転数ＮＥが所定値ＮＥＲＥＦ（例えば４５０ｒｐｍ）よりも低い領域と、第５速に相当する領域よりも高車速側の領域は、ニュートラルとみなされ、ギヤ段推定値ＮＧＥＡＲは値０に設定されている。なお、所定値ＮＥＲＥＦよりも低い極低回転域において、ギヤ段推定値ＮＧＥＡＲを値０に一律に設定するのは、極低回転域では、エンジン３の回転が不安定であるため、ギヤ段推定値ＮＧＥＡＲをエンジン回転数ＮＥに応じて設定すると、ギヤ段推定値ＮＧＥＡＲが頻繁に変化するので、これを回避するためである。
【０１００】
次いで、減速要求判定処理を実行する（ステップ２１）。本処理は、運転者の減速要求の発生の有無を判定するものである。以下、図２２を参照しながら、減速要求判定処理について説明する。まず、ステップ３０では、車速ＶＰおよびギヤ段推定値ＮＧＥＡＲに応じ、図２３に示すＡＰ＿ＥＢＫマップを検索することによって、減速要求判定値ＡＰ＿ＥＢＫを算出する。同マップでは、減速要求判定値ＡＰ＿ＥＢＫは、第１速〜第５速に相当するギヤ段推定値ＮＧＥＡＲ＝１〜５に対してそれぞれ設定されており、リバース、ニュートラルに相当するＮＧＥＡＲ＝−１、０の場合には、ＮＧＥＡＲ＝１と同じに設定されている。また、減速要求判定値ＡＰ＿ＥＢＫは、ギヤ段推定値ＮＧＥＡＲが大きいほど、すなわちギヤ段が高速側であるほど、または車速ＶＰが高いほど、より大きな値に設定されている。
【０１０１】
次いで、アクセル開度ＡＰが、算出した減速要求判定値ＡＰ＿ＥＢＫよりも小さいか否かを判別する（ステップ３１）。この答がＹＥＳのときには、運転者の減速要求が発生していると判定し、そのことを表すために、減速要求フラグＦ＿ＥＢＫ＿ＭＯＤＥを「１」にセットした（ステップ３２）後、本処理を終了する。減速要求が発生していないときには、一般に、ギヤ段が高速側であるほど、または車速ＶＰが高いほど、アクセル開度ＡＰがより大きい状態で運転が行われる。したがって、減速要求判定値ＡＰ＿ＥＢＫを、ギヤ段推定値ＮＧＥＡＲおよび車速ＶＰに応じて、上述したように設定することによって、減速要求発生時のアクセル開度ＡＰに対応して、減速要求を適正に判定することができる。
【０１０２】
一方、上記ステップ３１の答がＮＯのときには、Ｆ／ＣフラグＦ＿ＦＣが「１」であるか否かを判別する（ステップ３３）。このＦ／ＣフラグＦ＿ＦＣは、減速時のフューエルカット（以下「Ｆ／Ｃ」という）がその実行条件の成立によって実行されているときに「１」にセットされるものである。
【０１０３】
このステップ３３の答がＹＥＳで、Ｆ＿ＦＣ＝１、すなわちＦ／Ｃの実行中であるときには、減速要求が発生していると判定し、前記ステップ３２を実行した後、本処理を終了する。一方、ステップ３３の答がＮＯのときには、ブレーキ作動フラグＦ＿ＢＫが「１」であるか否かを判別する（ステップ３４）。このブレーキ作動フラグＦ＿ＢＫは、前述したＢＫ・ＳＷ２９からＯＮ信号が出力されているときに「１」にセットされるものである。
【０１０４】
このステップ３４の答がＹＥＳのときには、ブレーキペダルが所定量以上、踏み込まれているため、減速要求が発生していると判定し、前記ステップ３２を実行した後、本処理を終了する。一方、前記ステップ３１、３３および３４の答がいずれもＮＯのときには、減速要求が発生していないと判定する。そして、そのことを表すために、減速要求フラグＦ＿ＥＢＫ＿ＭＯＤＥを「０」にセットした（ステップ３５）後、本処理を終了する。
【０１０５】
図２０に戻り、前記ステップ２１に続くステップ２２では、前記ステップ３２または３５でセットした減速要求フラグＦ＿ＥＢＫ＿ＭＯＤＥが、「１」であるか否かを判別する。この答がＮＯで、減速要求が発生していないときには、次のステップ２３以降において、通常時用の目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄ、目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄおよび目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄをそれぞれ算出する。まず、ステップ２３では、目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄを、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、図２４に示すマップを検索することによって算出する。同図において、ＡＰ１〜ＡＰ３は、アクセル開度ＡＰの第１〜第３の所定値（ＡＰ１＜ＡＰ２＜ＡＰ３）である。なお、アクセル開度ＡＰが第１〜第３の所定値ＡＰ１，ＡＰ２，ＡＰ３以外のときには、目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄは、補間演算によって求められる。
【０１０６】
このマップでは、目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄは、アクセル開度ＡＰが大きいほど、より大きな値に設定されている。また、ＡＰ＝第２所定値ＡＰ２、第３所定値ＡＰ３で、エンジン３の負荷が中負荷または高負荷の場合には、目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄは、エンジン回転数ＮＥが高いほど、より大きな値に設定されている。これは、エンジン回転数ＮＥが高いほど、またはアクセル開度ＡＰが大きいほど、エンジン３に対する要求出力が大きいことで、より大きな吸入空気量が要求されることによる。
【０１０７】
また、ＡＰ＝第１所定値ＡＰ１で、エンジン３の負荷が低い場合、目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄは、エンジン回転数ＮＥが低下するのに応じて、ＮＥ＞第２所定値ＮＥ２（例えば３５００ｒｐｍ）の中〜高回転域では、減少し、第１および第２の所定値ＮＥ１（例えば２５００ｒｐｍ），ＮＥ２で規定される所定の低〜中回転域（以下「第１回転数域」という）Ａ１（所定の回転数域）では、比較的大きな変化量で増大し、ＮＥ＜ＮＥ１の極低〜低回転域では、ＮＥ＞ＮＥ２の領域よりも大きな傾きで減少するように設定されている。また、目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄは、第１および第２の所定値ＮＥ１，ＮＥ２のときに、所定値Ｌｉｆｔｉｎ＿αおよびＬｉｆｔｉｎ＿βにそれぞれ設定されている。目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄが第１回転数域Ａ１において上記のように設定されているのは、バルブリフトＬｉｆｔｉｎを高リフト側に制御することによって、吸気の通気抵抗を低減し、ポンピングロスを低減することで、燃費を向上させるためである。
【０１０８】
次いで、目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄを、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、図２５に示すマップを検索することによって算出する（ステップ２４）。
【０１０９】
このマップでは、ＡＰ＝ＡＰ１で、エンジン３の負荷が低い場合、目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄは、エンジン回転数ＮＥが低下するのに応じて、ＮＥ＞第４回転数ＮＥ４（例えば５０００ｒｐｍ）の中〜高回転域では、ほぼ一定の値に設定されるとともに、第３および第４の所定値ＮＥ３（例えば３０００ｒｐｍ），ＮＥ４で規定される所定の低〜中回転域（以下「第２回転数域」という）Ａ２（所定の回転数域）では、非常に大きな変化量で進角側に変化するように設定されている。また、目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄは、第３所定値ＮＥ３のときに最進角値に相当する所定値Ｃａｉｎ＿αに、第４所定値ＮＥ４のときに所定値Ｃａｉｎ＿βにそれぞれ設定されている。目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄが第２回転数域Ａ２において上記のように設定されているのは、カム位相Ｃａｉｎを大きく進角側に制御することにより内部ＥＧＲ量を増加させることによって、ポンピングロスを低減することで、燃費を向上させるためである。また、目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄは、ＮＥ＜ＮＥ３の極低〜低回転域では、安定した燃焼を確保するために、エンジン回転数ＮＥが低いほど、より遅角側の値に設定されている。
【０１１０】
次に、目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄを、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、図２６に示すマップを検索することによって算出した（ステップ２５）後、本処理を終了する。
【０１１１】
このマップでは、目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄは、エンジン回転数ＮＥが高いほど、またはアクセル開度ＡＰが大きいほど、より小さな値に設定されている。これは、負荷が高いほど、ノッキングが発生しやすくなるので、圧縮比Ｃｒを低圧縮比側に制御することによって、点火時期が過剰にリタード制御されることによる燃焼効率の低下を回避しながら、ノッキングの発生を防止するためである。
【０１１２】
また、ＡＰ＝ＡＰ１で、エンジン３の負荷が低い場合、目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄは、第５および第６の所定値ＮＥ５，ＮＥ６（例えば、それぞれ１５００ｒｐｍ、４５００ｒｐｍ）で規定される所定の低〜中回転域（以下「第３回転数域」という）Ａ３（所定の回転数域）では、エンジン回転数ＮＥの低下に応じて、他の領域よりも大きな変化量で増大し、第５および第６の所定値ＮＥ５，ＮＥ６のときに、所定値Ｃｒ＿α，Ｃｒ＿βにそれぞれ設定されている。このように、第３回転数域Ａ３では、目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄは、エンジン回転数ＮＥの低下に応じて、非常に大きな変化量で増大するように設定されている。これは、上述したように、低〜中回転域である第２回転数域Ａ２では、カム位相Ｃａｉｎが大きく進角側に制御されることによって燃焼が不安定になるおそれがあるので、圧縮比Ｃｒを大きく増大させることによって、そのような不具合を回避するためである。
【０１１３】
一方、前記ステップ２２の答がＹＥＳで、Ｆ＿ＥＢＫ＿ＭＯＤＥ＝１、すなわち減速要求が発生しているときには、次のステップ２６以降において、減速要求時用の目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄ、目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄおよび目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄを算出する。まず、ステップ２６では、目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄを、エンジン回転数ＮＥおよびギヤ段推定値ＮＧＥＡＲに応じ、図２７に示すマップを検索することによって算出する。
【０１１４】
このマップでは、目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄは、ギヤ段推定値ＮＧＥＡＲ＝１〜５に対してそれぞれ設定されており、ＮＧＥＡＲ＝−１、０の場合には、ＮＧＥＡＲ＝１と同じに設定されている。このことは、目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄおよび目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄを定めた後述するマップについても同様である。目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄは、ギヤ段推定値ＮＧＥＡＲが小さいほど、すなわち変速装置９０のギヤ段が低速側であるほど、より小さな値に設定されている。これにより、ギヤ段が低速側であるほど、バルブリフトＬｉｆｔｉｎがより低リフト側に制御されることによって、吸気の通気抵抗が増加することにより、ポンピングロスが増加するので、より大きなエンジンブレーキ力が得られる。
【０１１５】
また、目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄは、各ギヤ段推定値ＮＧＥＡＲに対して、エンジン回転数ＮＥが低いほど、より大きな値に設定されている。これにより、エンジン回転数ＮＥが低いほど、バルブリフトＬｉｆｔｉｎがより高リフト側に制御されることによって、ポンピングロスが減少する結果、エンジンブレーキ力が減少する。さらに、目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄは、エンジン回転数ＮＥが第７所定値ＮＥ７（＜ＮＥ１）（例えば１８００ｒｐｍ）よりも高い低〜高回転域では、ギヤ段推定値ＮＧＥＡＲにかかわらず、前述した図２４に示す低負荷時（ＡＰ＝ＡＰ１）における通常時用の目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄよりも小さな値に設定されている。これにより、減速要求の発生時に、低〜高回転域において、バルブリフトＬｉｆｔｉｎが減少側に制御されることによって、エンジンブレーキ力が増大する。
【０１１６】
また、前述したように、低負荷時における通常時用の目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄは、エンジン回転数ＮＥの低下に応じて、第１回転数域Ａ１では、増大するように設定され、その両側の領域では、減少するように設定されている。このため、減速要求時に、通常時用の目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄをそのまま用いた場合、エンジン回転数ＮＥが急速に低下したときには、エンジンブレーキ力は、第１回転数域Ａ１よりも高回転の領域では急激に増加し、第１回転数域Ａ１では急激に減少し、第１回転数域Ａ１よりも低回転の領域では急激に増加する。このように、エンジンブレーキ力は、エンジン回転数ＮＥの急速な低下に応じて、急激な増減を繰り返し、不自然に変化し、運転者に違和感を与える。
【０１１７】
これに対して、減速要求時用の目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄは、第１回転数域Ａ１では、エンジン回転数ＮＥに対する変化量が通常時用のものよりも小さく、第１回転数域Ａ１を含む全回転数域において、エンジン回転数ＮＥの低下に応じて漸増するように設定されている。これにより、エンジン回転数ＮＥが急速に低下しても、エンジンブレーキ力を緩やかに減少させることができる。その結果、減速要求時において、通常時用の目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄを用いた場合と異なり、エンジンブレーキ力を、違和感を伴うことなく、滑らかに変化させることができる。
【０１１８】
次いで、目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄを、エンジン回転数ＮＥおよびギヤ段推定値ＮＧＥＡＲに応じ、図２８に示すマップを検索することによって算出する（ステップ２７）。このマップでは、目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄは、ギヤ段推定値ＮＧＥＡＲが小さいほど、より遅角側に設定されている。これにより、ギヤ段が低速側であるほど、カム位相Ｃａｉｎがより遅角側に、すなわち吸気弁４と排気弁７とのバルブオーバーラップが減少する方向に、制御されることによって、吸気行程の開始付近における、吸気弁４による燃焼室の密閉度合が大きくなる。それにより、ピストン３ｂの下降に伴って気筒３ａ内の空気を膨張させるのに用いられるエネルギーが増加し、ポンピングロスが増加するので、より大きなエンジンブレーキ力が得られる。
【０１１９】
また、目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄは、各ギヤ段推定値ＮＧＥＡＲに対して、エンジン回転数ＮＥが低いほど、より進角側に設定されている。これにより、エンジン回転数ＮＥが低いほど、カム位相Ｃａｉｎがより進角側に制御されることによって、ポンピングロスが減少する結果、エンジンブレーキ力が低減される。さらに、目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄは、全回転数域において、ギヤ段推定値ＮＧＥＡＲにかかわらず、前述した図２５に示す低負荷時における通常時用の目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄよりも遅角側に設定されている。これにより、減速要求の発生時に、カム位相Ｃａｉｎが遅角側に制御されることによって、エンジンブレーキ力が増大する。
【０１２０】
また、前述したように、低負荷時における通常時用の目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄは、エンジン回転数ＮＥの低下に応じて、第２回転数域Ａ２では、非常に大きな変化量で進角側に変化するように設定され、第２回転数域Ａ２よりも低回転の領域では、遅角側に変化するように設定されている。このため、減速要求時に、通常時用の目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄをそのまま用いると、エンジンブレーキ力は、エンジン回転数ＮＥの急速な低下に伴って、急激に減少した後に増加し、不自然に変化する。
【０１２１】
これに対して、減速要求時用の目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄは、第２回転数域Ａ２では、エンジン回転数ＮＥに対する変化量が通常時用のものよりも小さく、第２回転数域Ａ２を含む全回転数域において、エンジン回転数ＮＥの低下に応じて、徐々に進角側に変化するように設定されている。これにより、エンジン回転数ＮＥが急速に低下した場合でも、エンジンブレーキ力を緩やかに減少させることができる。その結果、減速要求時において、通常時用の目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄを用いた場合と異なり、エンジンブレーキ力を、違和感を伴うことなく、滑らかに変化させることができる。
【０１２２】
次に、目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄを、エンジン回転数ＮＥおよびギヤ段推定値ＮＧＥＡＲに応じ、図２９に示すマップを検索することによって算出した（ステップ２８）後、本処理を終了する。このマップでは、目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄは、ギヤ段推定値ＮＧＥＡＲが小さいほど、より大きな値に設定されている。これにより、ギヤ段が低速側であるほど、圧縮比Ｃｒがより高圧縮比側に制御されることによって、吸入した空気を圧縮する際の車両Ｖに対するエンジン３側のトルク抵抗であるエンジンフリクションが増加するので、より大きなエンジンブレーキ力が得られる。
【０１２３】
また、目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄは、各ギヤ段推定値ＮＧＥＡＲに対して、エンジン回転数ＮＥが低いほど、より小さな値に設定されている。これにより、エンジン回転数ＮＥが低いほど、圧縮比Ｃｒがより低圧縮比側に制御されることによって、エンジンフリクションが減少する結果、エンジンブレーキ力が減少する。さらに、目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄは、エンジン回転数ＮＥが第８回転数ＮＥ８（ＮＥ５＜ＮＥ８＜ＮＥ６）（例えば４０００ｒｐｍ）よりも高い中〜高回転域では、ギヤ段推定値ＮＧＥＡＲにかかわらず、前述した図２６に示す低負荷時における通常時用の目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄよりも大きな値に設定されている。これにより、減速要求の発生時に、中〜高回転域において、圧縮比Ｃｒが増加側に制御されることによって、エンジンブレーキ力が増大する。
【０１２４】
また、前述したように、低負荷時における通常時用の目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄは、エンジン回転数ＮＥの低下に応じて、第３回転数域Ａ３では、非常に大きな変化度合で大きな値に変化するように設定されている。このため、減速要求時に、通常時用の目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄをそのまま用いると、エンジンブレーキ力は、エンジン回転数ＮＥの急速な低下に伴って、急激に増加し、不自然に変化する。
【０１２５】
これに対して、減速要求時用の目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄは、第３回転数域Ａ３では、エンジン回転数ＮＥに対する変化量が通常時用のものよりも小さく、第３回転数域Ａ３を含む全回転数域において、エンジン回転数ＮＥの低下に応じて漸減するように設定されている。これにより、エンジン回転数ＮＥが急速に低下した場合でも、エンジンブレーキ力を緩やかに減少させることができる。その結果、減速要求時において、通常時用の目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄを用いた場合と異なり、エンジンブレーキ力を、違和感を伴うことなく、滑らかに変化させることができる。
【０１２６】
以上のように、本実施形態によれば、運転者の減速要求が発生していると判定されたときに、ギヤ段が低速側であるほど、すなわち、変速比が大きいほど、バルブリフトＬｉｆｔｉｎをより低リフト側に、カム位相Ｃａｉｎをより遅角側に、圧縮比Ｃｒをより高圧縮比側に設定するので、より大きなエンジンブレーキ力が得られる。これにより、減速要求時に、そのときのギヤ段を運転者に容易に把握させることができるとともに、通常と同じシフト操作によって、適正なエンジンブレーキ力を円滑に得ることができるので、フットブレーキの使用頻度が少なくなり、その寿命を延ばすことができる。また、減速要求時に、バルブリフトＬｉｆｔｉｎを減少側に設定するとともに、圧縮比Ｃｒを増加側に設定するので、バルブリフトＬｉｆｔｉｎの設定によるエンジンブレーキ力と、圧縮比Ｃｒの設定によるエンジンブレーキ力を合わせたより大きなエンジンブレーキ力が得られ、したがって、フットブレーキの寿命をさらに延ばすことができる。
【０１２７】
さらに、減速要求時に、エンジン回転数ＮＥが低いほど、バルブリフトＬｉｆｔｉｎをより高リフト側に、カム位相Ｃａｉｎをより進角側に、圧縮比Ｃｒをより低圧縮比側に設定することによって、エンジンブレーキ力を低減する。これにより、減速要求時に、エンジン回転数ＮＥが低いときにおけるエンジンブレーキ力の急激な変化によるギクシャク感を抑制できるので、良好なドライバビリティーを確保することができる。
【０１２８】
また、減速要求時において、バルブリフトＬｉｆｔｉｎ、カム位相Ｃａｉｎおよび圧縮比Ｃｒをそれぞれ、エンジン回転数ＮＥが第１、第２および第３の回転数域Ａ１，Ａ２，Ａ３にあるときに、減速要求のない通常時よりも、エンジン回転数ＮＥに対する変化量が小さくなるように設定する。このようなバルブリフトＬｉｆｔｉｎおよびカム位相Ｃａｉｎの設定によってエンジンブレーキ力の急激な減少を防止できるとともに、上記の圧縮比Ｃｒの設定によってエンジンブレーキ力の急激な増大を防止できる。これにより、エンジンブレーキ力を滑らかに変化させることができるので、良好なドライバビリティーを確保することができる。
【０１２９】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、吸気弁４のバルブリフトＬｉｆｔｉｎを制御したが、これに代えて、またはこれとともに、排気弁７のバルブリフトを制御してもよい。また、実施形態では、吸気カム６のカム位相Ｃａｉｎを制御したが、これに代えて、またはこれとともに、排気カム９のカム位相を制御してもよい。さらに、実施形態では、目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄ、目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄおよび目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄを、ギヤ段推定値ＮＧＥＡＲが小さいほど、すなわち変速比が大きいほど、エンジンブレーキ力が大きくなるように設定したが、変速装置９０の変速比ごとに互いに異なる値に設定するものであれば、他の設定手法もまた本発明の範囲内である。
【０１３０】
また、実施形態では、バルブリフトＬｉｆｔｉｎ、カム位相Ｃａｉｎおよび圧縮比Ｃｒをいずれも制御したが、これらのうちの少なくとも１つを制御してもよい。さらに、実施形態は、オートマチック式の変速装置９０の例であるが、本発明はこれに限らず、マニュアル式や無段変速式の変速装置に適用してもよい。さらに、実施形態では、変速装置９０の変速比を車速ＶＰおよびエンジン回転数ＮＥを用いて推定により求めたが、これに代えて、センサなどにより直接、検出してもよい。また、図２７〜図２９のマップは、目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄ、目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄおよび目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄの設定の例示であり、第１〜第３の回転数域Ａ１，Ａ２，Ａ３において、通常時用のものよりも変化量が小さいという条件を満たす限り、他の任意の設定が可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の制御装置を適用した車両の概略構成を示す図である。
【図２】図１の内燃機関の概略構成を示す模式図である。
【図３】制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】内燃機関の可変式吸気動弁機構および排気動弁機構の概略構成を示す断面図である。
【図５】可変式吸気動弁機構の可変バルブリフト機構の概略構成を示す断面図である。
【図６】（ａ）リフトアクチュエータの短アームが最大リフトストッパに当接している状態、および（ｂ）最小リフトストッパに当接している状態を示す図である。
【図７】（ａ）可変バルブリフト機構の下リンクが最大リフト位置にあるときの吸気弁の開弁状態、および（ｂ）最小リフト位置にあるときの吸気弁の開弁状態を示す図である。
【図８】可変バルブリフト機構の下リンクが最大リフト位置にあるときの吸気弁のバルブリフト曲線（実線）と、最小リフト位置にあるときのバルブリフト曲線（２点鎖線）を示す図である。
【図９】可変カム位相機構の概略構成を模式的に示す図である。
【図１０】遊星歯車装置を図９のＡ−Ａ線に沿う方向から見た模式図である。
【図１１】電磁ブレーキを図９のＢ−Ｂ線に沿う方向から見た模式図である。
【図１２】可変カム位相機構の動作特性を示す特性曲線である。
【図１３】可変カム位相機構により、カム位相が最遅角値に設定されているときの吸気弁のバルブリフト曲線（実線）と、カム位相が最進角値に設定されているときの吸気弁のバルブリフト曲線（２点鎖線）を示す図である。
【図１４】（ａ）圧縮比が最小値に設定されているときの可変圧縮比機構の全体構成を模式的に示す図、および（ｂ）圧縮比が最高値に設定されているときの可変圧縮比機構における圧縮比アクチュエータ付近の構成を示す図である。
【図１５】可変機構制御処理を示すフローチャートである。
【図１６】エンジン始動時用の目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄの算出に用いるテーブルの一例を示す図である。
【図１７】エンジン始動時用の目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄの算出に用いるテーブルの一例を示す図である。
【図１８】触媒暖機制御時用の目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄの算出に用いるマップの一例を示す図である。
【図１９】触媒暖機制御時用の目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄの算出に用いるマップの一例を示す図である。
【図２０】通常時用目標値算出処理を示すフローチャートである。
【図２１】ギヤ段推定値ＮＧＥＡＲの設定に用いるマップの一例を示す図である。
【図２２】減速要求判定処理を示すフローチャートである。
【図２３】減速要求判定値ＡＰ＿ＥＢＫの算出に用いられるマップの一例を示す図である。
【図２４】通常時用の目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄの算出に用いるマップの一例を示す図である。
【図２５】通常時用の目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄの算出に用いるマップの一例を示す図である。
【図２６】通常時用の目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄの算出に用いるマップの一例を示す図である。
【図２７】減速要求時用の目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄの算出に用いるマップの一例を示す図である。
【図２８】減速要求時用の目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄの算出に用いるマップの一例を示す図である。
【図２９】減速要求時用の目標圧縮比Ｃｒ＿ｃｍｄの算出に用いるマップの一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１  制御装置
２  ＥＣＵ（設定手段、変速比検出手段、減速要求判定手段、決定手段、
回転数検出手段）
３  エンジン
３ｄ  クランクシャフト
４  吸気弁
６  吸気カム
７  排気弁
９  排気カム
２０  クランク角センサ（回転数検出手段）
９０  変速装置
Ｖ  車両
Ｌｉｆｔｉｎ  バルブリフト
Ｃａｉｎ  カム位相
Ｃｒ  圧縮比
ＮＧＥＡＲ  ギヤ段推定値（検出された変速装置の変速比）
ＮＥ  エンジン回転数（検出された内燃機関の回転数）
Ａ１  第１回転数域（所定の回転数域）
Ａ２  第２回転数域（所定の回転数域）
Ａ３  第３回転数域（所定の回転数域）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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